Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6911778B2 - Radar device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6911778B2 - Radar device - Google Patents

Radar device Download PDF

Info

Publication number
JP6911778B2
JP6911778B2 JP2018009666A JP2018009666A JP6911778B2 JP 6911778 B2 JP6911778 B2 JP 6911778B2 JP 2018009666 A JP2018009666 A JP 2018009666A JP 2018009666 A JP2018009666 A JP 2018009666A JP 6911778 B2 JP6911778 B2 JP 6911778B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
interval
antennas
radar device
signal
transmitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018009666A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019128234A (en
Inventor
尭之 北村
尭之 北村
卓也 ▲高▼山
卓也 ▲高▼山
一浩 青木
一浩 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2018009666A priority Critical patent/JP6911778B2/en
Priority to CN201980009550.0A priority patent/CN111630405B/en
Priority to PCT/JP2019/002084 priority patent/WO2019146643A1/en
Publication of JP2019128234A publication Critical patent/JP2019128234A/en
Priority to US16/936,392 priority patent/US11448723B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6911778B2 publication Critical patent/JP6911778B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032Constructional details for solid-state radar subsystems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/325Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of coded signals, e.g. P.S.K. signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/343Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Description

本開示は、複数のアンテナを介して電波を送受信することで物体を検出するレーダ装置に関する。 The present disclosure relates to a radar device that detects an object by transmitting and receiving radio waves via a plurality of antennas.

特許文献1には、予め設定された配列方向に沿って一列に配置される複数の送信アンテナを有する送信アンテナ部と、配列方向に沿って一列に配置される複数の受信アンテナを有する受信アンテナ部とを備えたレーダ装置が記載されている。 Patent Document 1 describes a transmitting antenna unit having a plurality of transmitting antennas arranged in a row along a preset arrangement direction and a receiving antenna unit having a plurality of receiving antennas arranged in a row along the arrangement direction. A radar device with and is described.

特許文献1に記載のレーダ装置では、2個の送信アンテナの配置間隔が4dであり、4個の受信アンテナの配置間隔がdである。このため、特許文献1に記載のレーダ装置では、8個の仮想受信アンテナが配置間隔dで配列方向に沿って一列に配置される仮想アレーが形成される。 In the radar device described in Patent Document 1, the arrangement interval of the two transmitting antennas is 4d, and the arrangement interval of the four receiving antennas is d. Therefore, in the radar device described in Patent Document 1, a virtual array is formed in which eight virtual receiving antennas are arranged in a row along the arrangement direction at an arrangement interval d.

特表2011−526370号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-526370

しかし、特許文献1に記載のレーダ装置では、受信アンテナの配置間隔が仮想受信アンテナの配置間隔と一致しており、受信アンテナの配置間隔が狭いために、受信チャネルのアイソレーションが悪く、物体の方位の検出精度が低下してしまうことがあった。 However, in the radar device described in Patent Document 1, the arrangement interval of the receiving antenna coincides with the arrangement interval of the virtual receiving antenna, and the arrangement interval of the receiving antenna is narrow, so that the isolation of the receiving channel is poor and the object In some cases, the accuracy of orientation detection was reduced.

本開示は、物体の方位の検出精度を向上させることを目的とする。 An object of the present disclosure is to improve the detection accuracy of the orientation of an object.

本開示の一態様は、送信アンテナ部(3)と、発振部(21)と、変調部(22)と、受信アンテナ部(4)と、処理部(6)とを備えるレーダ装置(1)である。
送信アンテナ部は、予め設定された第1間隔で、予め設定された配列方向に沿って一列に配置される複数の送信アンテナを有する。発振部は、連続波の共通信号を発生させる。変調部は、共通信号を複数の送信アンテナと同数に分岐させた複数の分岐信号のそれぞれについて、それぞれが異なる位相回転量で、予め設定された繰返周期毎に分岐信号の位相を回転させる位相偏移変調を行うことで、複数の送信アンテナに入力される複数の送信信号を生成する。受信アンテナ部は、第1間隔とは異なるように設定された第2間隔で、配列方向に沿って一列に配置される複数の受信アンテナを有する。処理部は、受信アンテナ部にて受信された複数の受信信号のそれぞれから抽出される、複数の送信信号に対応した複数の信号成分に基づいて、送信アンテナ部からの放射波を反射した物体に関する情報を生成する。
One aspect of the present disclosure is a radar device (1) including a transmitting antenna unit (3), an oscillating unit (21), a modulation unit (22), a receiving antenna unit (4), and a processing unit (6). Is.
The transmitting antenna unit has a plurality of transmitting antennas arranged in a row along a preset arrangement direction at a preset first interval. The oscillator generates a continuous wave common signal. The modulation unit rotates the phase of the branched signal for each preset repetition period with a different phase rotation amount for each of the plurality of branched signals obtained by branching the common signal to the same number as the plurality of transmitting antennas. By performing phase shift modulation, a plurality of transmission signals input to a plurality of transmission antennas are generated. The receiving antenna unit has a plurality of receiving antennas arranged in a row along the arrangement direction at a second interval set differently from the first interval. The processing unit relates to an object that reflects the radiated wave from the transmitting antenna unit based on a plurality of signal components corresponding to the plurality of transmitting signals extracted from each of the plurality of received signals received by the receiving antenna unit. Generate information.

そして、本開示のレーダ装置では、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとにより、複数の仮想受信アンテナが配列方向に沿って一列に配置される仮想アレーが形成される。また、第1間隔は、複数の仮想受信アンテナの配置間隔の最小値である最小間隔と、2以上の整数である第1倍数との乗算値に等しく、第2間隔は、最小間隔と、2以上の整数であり且つ第1倍数と異なるように設定された第2倍数との乗算値に等しい。そして、第1倍数および第2倍数は互いに素である。 Then, in the radar device of the present disclosure, the plurality of transmitting antennas and the plurality of receiving antennas form a virtual array in which a plurality of virtual receiving antennas are arranged in a row along the arrangement direction. Further, the first interval is equal to the multiplication value of the minimum interval which is the minimum value of the arrangement interval of the plurality of virtual receiving antennas and the first multiple which is an integer of 2 or more, and the second interval is the minimum interval and 2 It is the above integer and is equal to the multiplication value with the second multiple set so as to be different from the first multiple. And the first and second multiples are relatively prime.

このように構成された本開示のレーダ装置は、複数の受信アンテナの配置間隔が仮想受信アンテナの配置間隔の2倍以上であり、物理的な受信チャネル間隔を広げることができるために、受信チャネル間のアイソレーションを向上させることができ、物体の方位の検出精度を向上させることができる。 In the radar device of the present disclosure configured in this way, the arrangement interval of the plurality of receiving antennas is more than twice the arrangement interval of the virtual receiving antennas, and the physical receiving channel interval can be widened. The isolation between the antennas can be improved, and the detection accuracy of the orientation of the object can be improved.

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the reference numerals in parentheses described in this column and the scope of claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later as one embodiment, and the technical scope of the present disclosure is defined. It is not limited.

レーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a radar apparatus. 送信アンテナおよび受信アンテナと物体との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a transmitting antenna and a receiving antenna, and an object. 仮想アレーにおける受信アンテナの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the receiving antenna in a virtual array. 送信アンテナおよび受信アンテナの配置と、仮想アレーの受信アンテナの配置とを示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the transmitting antenna and the receiving antenna, and the arrangement of the receiving antenna of a virtual array. 発振部の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of an oscillator part. 変調部での位相偏移変調に使用する位相回転量の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the phase rotation amount used for the phase shift keying in a modulation part. 物体検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the object detection process. 選択可および選択不可な位相回転量の組み合わせパターンを示す図である。It is a figure which shows the combination pattern of the phase rotation amount which can be selected and cannot be selected. 位相回転量の選択例を示す図である。It is a figure which shows the selection example of the phase rotation amount. 速度スペクトラムに出現する同一物体ピーク群の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the same object peak group appearing in a velocity spectrum. 情報生成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the information generation processing. ターゲットの推定軌跡を示す図である。It is a figure which shows the estimated locus of a target. 受信スペクトラムを示す図である。It is a figure which shows the reception spectrum. MUSIC法を用いてターゲット方位を推定した場合の方位スペクトラムを示す図である。It is a figure which shows the directional spectrum when the target directional is estimated using the MUSIC method. =2d且つd=3dである場合における仮想アレーの受信アンテナの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the receiving antenna of the virtual array in the case of d T = 2d and d R = 3d. =3d且つd=4dである場合における仮想アレーの受信アンテナの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the receiving antenna of the virtual array in the case of d T = 3d and d R = 4d. =3d且つd=5dである場合における仮想アレーの受信アンテナの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the receiving antenna of the virtual array in the case of d T = 3d and d R = 5d. 車両の高さ方向に沿って一列に配置された送信アンテナおよび受信アンテナを示す図である。It is a figure which shows the transmitting antenna and the receiving antenna arranged in a row along the height direction of a vehicle. 配列方向および垂直配列方向に沿って配置された送信アンテナおよび受信アンテナを示す図である。It is a figure which shows the transmitting antenna and the receiving antenna arranged along the arrangement direction and the vertical arrangement direction.

以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態のレーダ装置1は、車両に搭載され、車両の周囲に存在する様々な物体を検出する。レーダ装置1は、複数のアンテナで同時に電波を送受信するMIMOレーダである。MIMOは、Multi Input Multi Outputの略である。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
The radar device 1 of the present embodiment is mounted on a vehicle and detects various objects existing around the vehicle. The radar device 1 is a MIMO radar that transmits and receives radio waves simultaneously with a plurality of antennas. MIMO is an abbreviation for Multi Input Multi Output.

レーダ装置1は、図1に示すように、送信部2と、送信アンテナ部3と、受信アンテナ部4と、受信部5と、処理部6とを備える。
送信アンテナ部3は、M個の送信アンテナを有する。Mは2以上の整数である。各送信アンテナは、予め設定された第1間隔dで、予め設定された配列方向に沿って一列に配置される。本実施形態では、配列方向は、車両の幅方向である。
As shown in FIG. 1, the radar device 1 includes a transmitting unit 2, a transmitting antenna unit 3, a receiving antenna unit 4, a receiving unit 5, and a processing unit 6.
The transmitting antenna unit 3 has M transmitting antennas. M is an integer greater than or equal to 2. Each transmitting antenna is arranged in a row along a preset array direction with a preset first spacing d T. In the present embodiment, the arrangement direction is the width direction of the vehicle.

受信アンテナ部4は、N個の受信アンテナを有する。Nは2以上の整数である。各受信アンテナは、第1間隔dとは異なる第2間隔dで、送信アンテナの配列方向と同じ方向に沿って配置される。 The receiving antenna unit 4 has N receiving antennas. N is an integer greater than or equal to 2. Each receiving antenna has a second spacing d R , which is different from the first spacing d T, and is arranged along the same direction as the arrangement direction of the transmitting antennas.

ここで、M=2、N=2の場合に各受信アンテナで受信される信号について説明する。図2に示すように、検出対象となる物体が、送信アンテナ部3および受信アンテナ部4の正面方向に対して角度θだけ傾いた方向に存在すると仮定する。また、物体での反射係数をD、送信アンテナTX1から物体に至る経路での信号の位相変化をαで表し、物体から受信アンテナRX1に至る経路での信号の位相変化をαで表す。なお、αおよびαは複素数で表現される。 Here, the signal received by each receiving antenna when M = 2 and N = 2 will be described. As shown in FIG. 2, it is assumed that the object to be detected exists in a direction inclined by an angle θ with respect to the front direction of the transmitting antenna unit 3 and the receiving antenna unit 4. Further, the reflection coefficient of the object is represented by D, the phase change of the signal in the path from the transmitting antenna TX1 to the object is represented by α T , and the phase change of the signal in the path from the object to the receiving antenna RX1 is represented by α R. It should be noted that α T and α R are represented by complex numbers.

この場合、送信アンテナTX1から送信され受信アンテナRX1で受信される信号は式(1)で表される。送信アンテナTX1から送信され受信アンテナRX2で受信される信号は式(2)で表される。送信アンテナTX2から送信され受信アンテナRX1で受信される信号は式(3)で表される。送信アンテナTX2から送信され受信アンテナRX2で受信される信号は式(4)で表される。 In this case, the signal transmitted from the transmitting antenna TX1 and received by the receiving antenna RX1 is represented by the equation (1). The signal transmitted from the transmitting antenna TX1 and received by the receiving antenna RX2 is represented by the equation (2). The signal transmitted from the transmitting antenna TX2 and received by the receiving antenna RX1 is represented by the equation (3). The signal transmitted from the transmitting antenna TX2 and received by the receiving antenna RX2 is represented by the equation (4).

Figure 0006911778

これらの式は、図3に示すように、4つの受信アンテナを、基準となる一つの受信アンテナからの距離が、それぞれd,d,d+dとなる位置に並べた場合と等価である。図3では、最も左に位置する受信アンテナを基準としている。このように並んだ仮想的な受信アンテナ(以下、仮想受信アンテナ)を仮想アレーという。
Figure 0006911778

As shown in FIG. 3, these equations are equivalent to arranging four receiving antennas at positions where the distances from one reference receiving antenna are d R , d T , and d T + d R, respectively. Is. In FIG. 3, the receiving antenna located on the far left is used as a reference. Virtual receiving antennas arranged in this way (hereinafter referred to as virtual receiving antennas) are referred to as virtual arrays.

MIMOレーダでは、仮想アレーを用いることで、1個の送信アンテナとM×N個の受信アンテナとを備える場合と同等の角度分解能が、M+N個の送信アンテナおよび受信アンテナによって実現される。 In MIMO radar, by using a virtual array, the same angular resolution as when one transmitting antenna and M × N receiving antennas are provided is realized by M + N transmitting antennas and receiving antennas.

本実施形態では、図4に示すように、d=3dであり、d=2dである。dは、仮想アレーの最小間隔である。なお、図4では、図示の簡略化のためにM=2としている。すなわち、図4は、2個の送信アンテナTX1,TX2と、N個の受信アンテナRX1,RX2,・・・RXNが配列方向に沿って配置されている場合における仮想アレーを示している。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, d T = 3d and d R = 2d. d is the minimum interval of the virtual array. In FIG. 4, M = 2 is set for simplification of the illustration. That is, FIG. 4 shows a virtual array when two transmitting antennas TX1 and TX2 and N receiving antennas RX1, RX2, ... RXN are arranged along the arrangement direction.

これにより、2N個の仮想受信アンテナVRX_1,VRX_2,VRX_3,VRX_4,・・・,VRX_2N−3,VRX_2N−2,VRX_2N−1,VRX_2Nが配列方向に沿って配置される仮想アレーが形成される。仮想受信アンテナVRX_1と仮想受信アンテナVRX_2との間の距離と、仮想受信アンテナVRX_2N−1と仮想受信アンテナVRX_2Nとの間の距離とが2dである。その他の隣接する仮想受信アンテナ間の距離はdである。 As a result, a virtual array is formed in which 2N virtual receiving antennas VRX_1, VRX_2, VRX_3, VRX_4, ..., VRX_2N-3, VRX_2N-2, VRX_2N-1, VRX_2N are arranged along the arrangement direction. The distance between the virtual receiving antenna VRX_1 and the virtual receiving antenna VRX_2 and the distance between the virtual receiving antenna VRX_2N-1 and the virtual receiving antenna VRX_2N are 2d. The distance between the other adjacent virtual receiving antennas is d.

送信部2は、図1に示すように、発振部21と、変調部22とを備える。発振部21は、連続波の共通信号を生成する。発振部21は、生成した共通信号を、変調部22に供給するとともに、ローカル信号Lとして受信部5にも供給する。また発振部21は、図5に示すように、測定周期Tf(例えば、50ms)を1フレームとして、各フレームの先頭の測定期間Tm(例えば、10ms)の間、連続的に周波数が変化するチャープ信号を、繰返周期Tp(例えば、50μs)毎に繰り返し生成する。 As shown in FIG. 1, the transmission unit 2 includes an oscillation unit 21 and a modulation unit 22. The oscillator 21 generates a continuous wave common signal. The oscillation unit 21 supplies the generated common signal to the modulation unit 22 and also supplies the local signal L to the reception unit 5. Further, as shown in FIG. 5, the oscillation unit 21 has a chirp whose frequency changes continuously during the measurement period Tm (for example, 10 ms) at the beginning of each frame, with the measurement cycle Tf (for example, 50 ms) as one frame. The signal is repeatedly generated every repetition period Tp (for example, 50 μs).

発振部21は、測定周期Tf、測定期間Tmおよび繰返周期Tpを、処理部6からの指示に従って適宜変更できるように構成されている。なお、繰返周期の間に変化させるチャープ信号の周波数幅は、繰返周期Tpによらず一定である。つまり、繰返周期Tpを変化させることで、チャープ信号の周波数の変化率Δfが変化するように構成されている。 The oscillation unit 21 is configured so that the measurement cycle Tf, the measurement period Tm, and the repeat cycle Tp can be appropriately changed according to the instruction from the processing unit 6. The frequency width of the chirp signal changed during the repetition period is constant regardless of the repetition period Tp. That is, by changing the repetition period Tp, the rate of change Δf of the frequency of the chirp signal is configured to change.

また、繰返周期Tpの許容範囲、ひいてはチャープ信号の周波数の変化率Δfの許容範囲は、送信信号と受信信号とを混合して生成するビート信号を解析した時に、物体との相対速度に応じて生じる周波数偏移が、物体との距離に応じて生じる周波数偏移と比較して無視できる程度に小さくなるように設定される。 Further, the permissible range of the repeat period Tp, and thus the permissible range of the frequency change rate Δf of the chirp signal, depends on the relative speed with the object when the beat signal generated by mixing the transmission signal and the reception signal is analyzed. The frequency deviation that occurs is set to be negligible compared to the frequency deviation that occurs depending on the distance to the object.

変調部22は、発振部21が生成した共通信号を分岐させ、送信アンテナ部3に属する送信アンテナと同数であるM個の分岐信号を生成する。変調部22は、M個の分岐信号のそれぞれについて、繰返周期Tp毎に分岐信号の位相を変化させる位相偏移変調を行う。これにより、送信アンテナのそれぞれに供給するM個の送信信号を生成する。位相偏移変調では、M個の分岐信号のそれぞれに対して互いに異なる大きさの位相回転量Δφを設定し、繰返周期毎に、その位相回転量Δφだけ分岐信号の位相を回転させる。 The modulation unit 22 branches the common signal generated by the oscillation unit 21 to generate M branch signals, which is the same number as the transmission antennas belonging to the transmission antenna unit 3. The modulation unit 22 performs phase shift keying for each of the M branch signals to change the phase of the branch signals for each repeat period Tp. As a result, M transmission signals supplied to each of the transmission antennas are generated. In phase shift keying, a phase rotation amount Δφ having a magnitude different from that of each of the M branch signals is set, and the phase of the branch signal is rotated by the phase rotation amount Δφ for each repetition period.

ここで、位相偏移変調で使用する位相の数をPとする。PはMより大きい整数である。変調部22では、p=0,1,2,…P−1として、Δφ=p×360°/Pで表されるP種類の位相回転量を用いる。例えば、P=4の場合、図6に示すように、p=0ではΔφ=0°となり、変調前の信号である分岐信号(すなわち、共通信号)に対する変調後の信号である送信信号の位相差は、全ての繰返周期Tpで0°となる。p=1ではΔφ=90°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期Tp毎に切り替わり、0°→90°→180°→270°→0°(以下同様)の順に変化する。p=2ではΔφ=180°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期毎に切り替わり、0°→180°→0°→180°→0°(以下同様)の順に変化する。p=3ではΔφ=270°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期毎に切り替わり、0°→270°→180°→90°→0°(以下同様)の順に変化する。 Here, let P be the number of phases used in phase shift keying. P is an integer greater than M. In the modulation unit 22, P-type phase rotation amount represented by Δφ = p × 360 ° / P is used as p = 0, 1, 2, ... P-1. For example, when P = 4, as shown in FIG. 6, when p = 0, Δφ = 0 °, and the position of the transmission signal which is the signal after modulation with respect to the branch signal (that is, the common signal) which is the signal before modulation. The phase difference is 0 ° at all repetition periods Tp. When p = 1, Δφ = 90 °, and the phase difference of the transmitted signal with respect to the common signal is switched for each repetition period Tp, and changes in the order of 0 ° → 90 ° → 180 ° → 270 ° → 0 ° (the same applies hereinafter). When p = 2, Δφ = 180 °, and the phase difference of the transmitted signal with respect to the common signal is switched for each repeat cycle, and changes in the order of 0 ° → 180 ° → 0 ° → 180 ° → 0 ° (the same applies hereinafter). When p = 3, Δφ = 270 °, and the phase difference of the transmitted signal with respect to the common signal is switched for each repeat cycle, and changes in the order of 0 ° → 270 ° → 180 ° → 90 ° → 0 ° (the same applies hereinafter).

上述したようにP>Mに設定されるため、位相偏移変調には、P種類の位相回転量Δφの全種類が使用されることはなく、その一部が使用される。
変調部22は、位相数Pの設定、P種類の位相回転量Δφのうち位相偏移変調に使用するM種類の位相回転量の選択、選択されたM種類の位相回転量とM個の送信アンテナとの対応関係の設定を適宜変更できるように構成されている。設定の変更は、処理部6からの指示に従ってもよいし、自動的に行ってもよい。自動的に変更する場合は、予め決められたパターンに従って行ってもよいし、ランダムに行ってもよい。
Since P> M is set as described above, not all types of P-type phase rotation amount Δφ are used for phase shift keying, but some of them are used.
The modulation unit 22 sets the number of phases P, selects M types of phase rotation amount to be used for phase shift modulation among P types of phase rotation amount Δφ, selects M types of phase rotation amount, and transmits M pieces. It is configured so that the setting of the correspondence relationship with the antenna can be changed as appropriate. The setting may be changed according to the instruction from the processing unit 6 or may be changed automatically. When changing automatically, it may be performed according to a predetermined pattern or may be performed randomly.

受信部5は、図1に示すように、受信アンテナ部4に属する各受信アンテナから出力されるN個の受信信号のそれぞれについて、ローカル信号Lとの差信号であるビート信号を生成し、生成されたビート信号をサンプリングして処理部6に供給する。以下、各受信アンテナに対応して受信信号から各ビート信号を生成するための構成(例えば、各受信アンテナに対応して設けられているミキサ、増幅器およびAD変換器)を、一括して受信チャネルと呼ぶ。 As shown in FIG. 1, the receiving unit 5 generates and generates a beat signal, which is a difference signal from the local signal L, for each of the N received signals output from each receiving antenna belonging to the receiving antenna unit 4. The beat signal is sampled and supplied to the processing unit 6. Hereinafter, configurations for generating each beat signal from the received signal corresponding to each receiving antenna (for example, a mixer, an amplifier, and an AD converter provided corresponding to each receiving antenna) are collectively provided as a receiving channel. Called.

処理部6は、CPU61およびメモリ62等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。メモリ62は、例えばROMおよびRAM等である。マイクロコンピュータの各種機能は、CPU61が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ62が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、CPU61が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。また、処理部6を構成するマイクロコンピュータの数は1つでも複数でもよい。 The processing unit 6 is an electronic control device mainly composed of a well-known microcomputer provided with a CPU 61, a memory 62, and the like. The memory 62 is, for example, a ROM, a RAM, or the like. Various functions of the microcomputer are realized by the CPU 61 executing a program stored in a non-transitional substantive recording medium. In this example, the memory 62 corresponds to a non-transitional substantive recording medium in which the program is stored. In addition, by executing this program, the method corresponding to the program is executed. A part or all of the functions executed by the CPU 61 may be configured in hardware by one or a plurality of ICs or the like. Further, the number of microcomputers constituting the processing unit 6 may be one or a plurality.

次に、処理部6が実行する物体検出処理の手順を説明する。物体検出処理は、処理部6が起動した後に繰り返し実行される処理である。
この物体検出処理が実行されると、処理部6は、図7に示すように、まずS110にて、発振部21に生成させる共通信号に関するパラメータである繰返周期Tpを設定する。上述したように、繰返周期を変化させると、チャープ信号の周波数の変化率Δfが変化する。なお、繰返周期Tpは固定値であってもよいし、本処理が実行される毎に予め決められたパターンに従って或いはランダムに複数種類の値の中から選択して繰返周期Tpが設定されるようにしてもよい。また、S110において、測定周期Tfおよび測定期間Tmが適宜可変設定されるようにしてもよい。
Next, the procedure of the object detection process executed by the processing unit 6 will be described. The object detection process is a process that is repeatedly executed after the processing unit 6 is activated.
When this object detection process is executed, as shown in FIG. 7, the processing unit 6 first sets the repeat period Tp, which is a parameter related to the common signal generated by the oscillation unit 21, in S110. As described above, when the repetition period is changed, the rate of change Δf of the frequency of the chirp signal changes. The repeat cycle Tp may be a fixed value, and each time this process is executed, the repeat cycle Tp is set according to a predetermined pattern or randomly selected from a plurality of types of values. You may do so. Further, in S110, the measurement cycle Tf and the measurement period Tm may be appropriately variably set.

処理部6は、S120にて、変調部22での位相偏移変調に用いる位相数Pを設定する。位相数Pは、少なくとも送信アンテナ数Mより大きな値が用いられる。例えば、P=M+1に設定してもよい。繰返周期Tpと同様に、位相数Pは固定値であってもよいし、本処理が実行される毎に予め決められたパターンに従って或いはランダムに複数種類の値の中から選択して位相数Pが設定されるようにしてもよい。 The processing unit 6 sets the number of phases P used for phase shift keying in the modulation unit 22 in S120. As the number of phases P, a value larger than at least the number of transmitting antennas M is used. For example, P = M + 1 may be set. Similar to the repeat period Tp, the number of phases P may be a fixed value, and each time this process is executed, the number of phases is selected according to a predetermined pattern or randomly selected from a plurality of types of values. P may be set.

処理部6は、S130にて、位相数Pによって決まるP種類の位相回転量のうち、変調部22での位相偏移変調に用いるM種類の位相回転量を選択する。M種類の位相回転量は、360°の中で各回転量が均等に配置されることがないように、すなわち、不均一な配置となるように選択される。 In S130, the processing unit 6 selects M types of phase rotation amounts used for phase shift keying in the modulation unit 22 from among P types of phase rotation amounts determined by the number of phases P. The M types of phase rotation amounts are selected so that the respective rotation amounts are not evenly arranged in 360 °, that is, the arrangement is non-uniform.

具体的には、PとMとが公約数を持たない場合は、任意に位相回転量を選択することができる。PとMとが公約数を有する場合は、配置間隔が同一パターンの繰り返しとなることがないように注意して選択する必要がある。 Specifically, when P and M do not have a common divisor, the phase rotation amount can be arbitrarily selected. When P and M have common divisors, it is necessary to carefully select them so that the arrangement intervals do not repeat the same pattern.

例えば、図8に示すように、P=4且つM=2である場合、位相回転量の組み合わせとして、(0°,90°)、(90°,180°)、(180°,270°)、(270°,0°)は選択可であるが、(0°,180°)、(90°,270°)は選択不可である。また、P=4且つM=3である場合、位相回転量の組み合わせとして、(0°,90°,180°)、(90°,180°,270°)、(180°,270°,0°)、(270°,0°,90°)の全てが選択可である。但し、本実施形態では、必ずΔφ=0°を含んだ組み合わせを選択する。 For example, as shown in FIG. 8, when P = 4 and M = 2, the combination of phase rotation amounts is (0 °, 90 °), (90 °, 180 °), (180 °, 270 °). , (270 °, 0 °) can be selected, but (0 °, 180 °) and (90 °, 270 °) cannot be selected. When P = 4 and M = 3, the combinations of phase rotation amounts are (0 °, 90 °, 180 °), (90 °, 180 °, 270 °), (180 °, 270 °, 0). °), (270 °, 0 °, 90 °) can all be selected. However, in this embodiment, a combination including Δφ = 0 ° is always selected.

なお、位相回転量の選択は、常に一定でもよいし、本処理が実行される毎に、選択可能な組み合わせの中で、予め決められたパターンに従って又はランダムに切り替えられるようにしてもよい。 The selection of the phase rotation amount may be constant at all times, or may be switched according to a predetermined pattern or randomly among the selectable combinations each time the present process is executed.

処理部6は、S140にて、S130で選択されたM種類の位相回転量と、各送信アンテナとの対応関係を設定する。この対応づけは、例えば、予め設定された規則に従って割り当てられてもよいし、ランダムに割り当てられてもよい。また、対応付けは、常に一定でもよいし、本処理が実行される毎に、予め決められたパターンに従って或いはランダムに切り替えられてもよい。 In S140, the processing unit 6 sets the correspondence between the M types of phase rotation amounts selected in S130 and each transmitting antenna. This association may be assigned according to a preset rule, for example, or may be randomly assigned. Further, the association may always be constant, or may be switched according to a predetermined pattern or randomly each time the present process is executed.

図9は、P=4且つM=2であり、位相回転量の組み合わせとして(0°,90°)が選択され、送信アンテナTX1にΔφ=0°、送信アンテナTX2にΔφ=90°を割り当てた場合に、送信アンテナTX1,TX2のそれぞれに供給される送信信号の位相が変化する様子を表現している。 In FIG. 9, P = 4 and M = 2, (0 °, 90 °) is selected as the combination of the phase rotation amounts, and Δφ = 0 ° is assigned to the transmitting antenna TX1 and Δφ = 90 ° is assigned to the transmitting antenna TX2. In this case, the phase of the transmission signal supplied to each of the transmission antennas TX1 and TX2 changes.

処理部6は、S150にて、測定開始タイミングであるか否かを判断する。処理部6は、測定開始タイミングでない場合には、測定開始タイミングになるまで、S150の処理を繰り返すことで待機する。処理部6は、測定開始タイミングである場合には、S160に移行する。測定開始タイミングとは、測定周期Tfによって長さが決まるフレームが切り替わるタイミングである。 The processing unit 6 determines in S150 whether or not it is the measurement start timing. If it is not the measurement start timing, the processing unit 6 waits by repeating the process of S150 until the measurement start timing is reached. When it is the measurement start timing, the processing unit 6 shifts to S160. The measurement start timing is the timing at which the frame whose length is determined by the measurement cycle Tf is switched.

S160に移行すると、処理部6は、S110〜S140での設定結果に従って送信部2を作動させ、レーダ測定を実施する。具体的には、送信部2に、測定期間Tmの間、繰返周期Tp毎にチャープ信号を繰り返し送信させ、その受信信号から生成されるビート信号のサンプリング結果を取得する。以下、測定期間Tm中に繰り返し送信されるチャープ信号の数をK個とする。 After shifting to S160, the processing unit 6 operates the transmitting unit 2 according to the setting results in S110 to S140 to perform radar measurement. Specifically, the transmission unit 2 is made to repeatedly transmit the chirp signal for each repeat cycle Tp during the measurement period Tm, and obtains the sampling result of the beat signal generated from the received signal. Hereinafter, the number of chirp signals repeatedly transmitted during the measurement period Tm is defined as K.

処理部6は、S170にて、N個の受信アンテナから得られるビート信号のサンプリング結果を、受信アンテナ毎に、且つ、チャープ信号毎に周波数解析することによって、N個の受信アンテナのそれぞれについてK個ずつの距離スペクトラムを算出する。各距離スペクトラムでは、送信アンテナから送信された放射波を反射した物体を往復するのに要した時間(すなわち、物体までの距離)に応じた周波数にピークが出現する。 In S170, the processing unit 6 performs frequency analysis of the sampling results of the beat signals obtained from the N receiving antennas for each receiving antenna and each chirp signal, so that each of the N receiving antennas is K. Calculate the distance spectrum for each piece. In each distance spectrum, a peak appears at a frequency corresponding to the time required to reciprocate the object reflecting the radiated wave transmitted from the transmitting antenna (that is, the distance to the object).

処理部6は、S180にて、S170にて算出されたN×K個の距離スペクトラムを用いて、受信アンテナ毎に速度スペクトラムを算出する。具体的には、着目する受信アンテナに関するK個の距離スペクトラムから、同一周波数binの信号を抽出し、抽出した信号に対して時間軸方向への周波数解析処理を実行する。この処理を全ての周波数bin(すなわち、距離)について実行する。 The processing unit 6 calculates the velocity spectrum for each receiving antenna in S180 using the N × K distance spectra calculated in S170. Specifically, signals of the same frequency bin are extracted from K distance spectra of the receiving antenna of interest, and frequency analysis processing is executed on the extracted signals in the time axis direction. This process is performed for all frequency bins (ie, distances).

速度スペクトラムでは、送信アンテナ部3からの放射波を反射した物体との相対速度がゼロである場合は、各送信アンテナに割り当てられた位相回転量に応じた周波数が、ドップラ周波数として抽出される。つまり、Δφ=0°に対応する信号成分の周波数は0Hzである。 In the velocity spectrum, when the relative velocity with respect to the object reflecting the radiated wave from the transmitting antenna unit 3 is zero, the frequency corresponding to the phase rotation amount assigned to each transmitting antenna is extracted as the Doppler frequency. That is, the frequency of the signal component corresponding to Δφ = 0 ° is 0 Hz.

なお、ドップラ周波数が観測される範囲(以下、ドップラ観測範囲)は、繰返周期Tpによって決まる。また、ドップラ周波数は、図10に示すように、ドップラ観測範囲をP分割した地点のうち、M個の地点にて検出される。図10では、ドップラ観測範囲の上限が1に正規化されている。 The range in which the Doppler frequency is observed (hereinafter referred to as the Doppler observation range) is determined by the repetition period Tp. Further, as shown in FIG. 10, the Doppler frequency is detected at M points among the points where the Doppler observation range is divided into P. In FIG. 10, the upper limit of the Doppler observation range is normalized to 1.

また、速度スペクトラムでは、物体との間に相対速度がある場合は、これらM個のドップラ周波数は、相対速度に応じた大きさだけシフトし、相対速度の大きさによっては、周波数の折り返しが発生する。 Further, in the velocity spectrum, when there is a relative velocity with the object, these M Doppler frequencies are shifted by a magnitude corresponding to the relative velocity, and frequency wrapping occurs depending on the magnitude of the relative velocity. do.

これらS170およびS180の算出結果から、レーダ波を反射した物体との距離および相対速度を表す二次元スペクトラム(以下、受信スペクトラム)が、受信アンテナ毎に生成される。 From the calculation results of S170 and S180, a two-dimensional spectrum (hereinafter, reception spectrum) representing the distance and relative velocity to the object reflecting the radar wave is generated for each receiving antenna.

図7に示すように、処理部6は、S190にて、受信アンテナ毎に、受信スペクトラムを用いて、レーダ波を反射した物体との距離および相対速度と、物体が存在する方位とを算出する情報生成処理を実行し、物体検出処理を終了する。 As shown in FIG. 7, in S190, the processing unit 6 calculates the distance and relative velocity to the object reflecting the radar wave and the direction in which the object exists by using the reception spectrum for each receiving antenna. The information generation process is executed and the object detection process is terminated.

次に、S190で実行される情報生成処理の手順を説明する。
情報生成処理が実行されると、処理部6は、図11に示すように、まずS310にて、S180にて受信アンテナ毎に生成されたN個の受信スペクトラムを、インコヒーレント積分して、一つの統合スペクトラムg(r,v)を算出する。受信アンテナ毎の受信スペクトラムをs(r,v,Rch)で表すものとして、統合スペクトラムg(r,v)は、式(5)を用いて算出される。rは距離であり、vは、ドップラ観測範囲の上限周波数に対応する速度を1とする正規化ドップラ速度であり、Rchは、受信アンテナを識別する番号である。
Next, the procedure of the information generation process executed in S190 will be described.
When the information generation process is executed, as shown in FIG. 11, the processing unit 6 first incoherently integrates the N reception spectra generated for each receiving antenna in S310 in S310, and then performs one. Two integrated spectra g (r, v) are calculated. Assuming that the reception spectrum for each receiving antenna is represented by s (r, v, Rch), the integrated spectrum g (r, v) is calculated using the equation (5). r is a distance, v is a normalized Doppler velocity with the velocity corresponding to the upper limit frequency of the Doppler observation range as 1, and Rch is a number for identifying the receiving antenna.

Figure 0006911778

処理部6は、S320にて、統合スペクトラム上で、予め設定された閾値以上の強度を有するピークがM個以上検出されている距離を候補距離として、候補距離のうち、以下のS330からS380での処理の対象として未だ選択されていない距離を、対象距離rとして選択する。
Figure 0006911778

The processing unit 6 sets the distance at which M or more peaks having an intensity equal to or higher than a preset threshold value are detected in S320 on the integrated spectrum as candidate distances, and among the candidate distances, from S330 to S380 below. A distance that has not yet been selected as the target of the processing of is selected as the target distance r.

処理部6は、S330にて、S320で選択された対象距離rで検出される複数のピークのうち、以下のS340からS370での処理対象として未だ選択されていないピークに対応する速度を対象速度vとして選択する。ここでは、速度が小さいものから順番に選択する。 The processing unit 6 sets the target speed corresponding to the peaks not yet selected as the processing targets in S340 to S370 below among the plurality of peaks detected at the target distance r selected in S320 in S330. Select as v. Here, the speed is selected in ascending order.

処理部6は、S340にて、対象速度vのピークが、位相回転量Δφ=0°に対応したピークであると仮定し、式(6)に従って、他の位相回転量に対応したピークが存在すると推定されるM−1個の対応点(r,vj)、但し、j=2〜Mを算出する。x(j)は、S130で選択されたΔφ=0°以外の位相回転量である。v,vjは正規化されたドップラ周波数であり、0〜1の値をとる。mod(a,m)は、aをmで割った後の余りを示す。 In S340, the processing unit 6 assumes that the peak of the target velocity v is the peak corresponding to the phase rotation amount Δφ = 0 °, and there is a peak corresponding to another phase rotation amount according to the equation (6). Then, the corresponding points (r, vj) of M-1 which are estimated, where j = 2 to M are calculated. x (j) is a phase rotation amount other than Δφ = 0 ° selected in S130. v and vj are normalized Doppler frequencies and take a value between 0 and 1. mod (a, m) indicates the remainder after dividing a by m.

Figure 0006911778

処理部6は、S350にて、S340で推定された対応点の全てについて、統合スペクトラム上でピーク(すなわち、二次極大点)が存在するか否かを判断し、肯定判断された場合はS360に移行し、否定判断された場合は、S390に移行する。以下では、対応点に対応するM個のピークを候補ピーク群という。
Figure 0006911778

The processing unit 6 determines in S350 whether or not there is a peak (that is, a secondary maximum point) on the integrated spectrum for all the corresponding points estimated in S340, and if affirmatively determined, S360. If a negative judgment is made, the process proceeds to S390. In the following, M peaks corresponding to the corresponding points are referred to as candidate peak groups.

S360に移行すると、処理部6は、候補ピーク群が電力条件を満たすか否かを判断し、肯定判断された場合は、S370に移行し、否定判断された場合は、S390に移行する。ここでは、電力条件として、候補ピーク群に属するピークの信号強度差が、予め設定された許容範囲内にあることを用いる。これは、同一物体からの反射波に基づくピークの信号強度は、いずれも類似しているはずであるとの知見に基づく。 When shifting to S360, the processing unit 6 determines whether or not the candidate peak group satisfies the power condition, and if a positive judgment is made, the process proceeds to S370, and if a negative judgment is made, the process proceeds to S390. Here, as the power condition, it is used that the signal intensity difference of the peaks belonging to the candidate peak group is within a preset allowable range. This is based on the finding that the signal intensities of peaks based on reflected waves from the same object should all be similar.

S370に移行すると、処理部6は、候補ピーク群が位相条件を満たすか否かを判断し、肯定判断された場合は、S380に移行し、否定判断された場合は、S390に移行する。ここでは、位相条件として、基準受信チャンネルとそれ以外の受信チャンネル位相差を算出し、候補ピーク間でこの位相差の差異が予め設定された許容範囲にあることを用いる。これは、同一物体からの反射波に基づくピークは、いずれも同じ方向から到来するはずであるとの知見に基づき、同じ方向から到来するピークの受信間位相差は、いずれも似たような大きさになることに基づく。以下では、370にて肯定判断された候補ピーク群を、同一物体ピーク群という。 Upon transition to S370, the processing unit 6 determines whether or not the candidate peak group satisfies the phase condition, and if a positive determination is made, the process proceeds to S380, and if a negative determination is made, the process proceeds to S390. Here, as the phase condition, the phase difference between the reference reception channel and the other reception channels is calculated, and it is used that the difference in the phase difference between the candidate peaks is within a preset allowable range. This is based on the knowledge that peaks based on reflected waves from the same object should all come from the same direction, and the phase differences between receptions of peaks coming from the same direction are all similar in magnitude. Based on the fact that it becomes. In the following, the candidate peak group that is positively judged in 370 is referred to as the same object peak group.

S380に移行すると、処理部6は、対象距離rと対象速度vとの組を、物体情報として登録する。更に、処理部6は、以下のようにして算出した方位θも物体情報に追加する。すなわち、受信アンテナ毎に算出されたN個の受信スペクトラムのそれぞれから、M個の同一物体ピーク群に対応する各ピークを抽出する。抽出されたM×N個のピークを、仮想アレーに含まれるM×N個の受信アンテナからの受信信号とみなして、MUSICまたはビームフォーミング等の方位検出処理を実行することで、物体の方位θを算出する。MUSICは、Multiple signal classificationの略である。 After shifting to S380, the processing unit 6 registers the set of the target distance r and the target velocity v as object information. Further, the processing unit 6 also adds the direction θ calculated as follows to the object information. That is, each peak corresponding to the same object peak group of M is extracted from each of the N reception spectrums calculated for each receiving antenna. The extracted M × N peaks are regarded as the received signals from the M × N receiving antennas included in the virtual array, and the direction θ of the object is θ by executing the direction detection process such as MUSIC or beamforming. Is calculated. MUSIC is an abbreviation for Multiple signal classification.

なお、N個の受信アンテナの受信信号それぞれから、同一物体ピーク群として抽出される、各M個のピークは、仮想アレーから得られるM×N個の受信信号に相当する。
S390に移行すると、処理部6は、対象距離rで検出される全てのピーク(すなわち、速度)が、対象速度vとして選択された否かを判断し、肯定判断された場合はS400に移行し、否定判断された場合は、S330に移行する。
It should be noted that each M peak extracted as the same object peak group from each of the received signals of the N receiving antennas corresponds to M × N received signals obtained from the virtual array.
When shifting to S390, the processing unit 6 determines whether or not all the peaks (that is, velocities) detected at the target distance r are selected as the target speed v, and if affirmatively determined, shifts to S400. If a negative judgment is made, the process proceeds to S330.

S400に移行すると、処理部6は、全ての候補距離が対象距離rとして選択されたか否かを判断し、肯定判断された場合は、情報生成処理を終了し、否定判断された場合は、S320に移行する。 Upon shifting to S400, the processing unit 6 determines whether or not all the candidate distances have been selected as the target distance r. If a positive judgment is made, the information generation process is terminated, and if a negative judgment is made, S320 Move to.

このように構成されたレーダ装置1は、送信アンテナ部3と、発振部21と、変調部22と、受信アンテナ部4と、処理部6とを備える。
送信アンテナ部3は、予め設定された第1間隔dで、予め設定された配列方向に沿って一列に配置されるM個の送信アンテナを有する。発振部21は、連続波の共通信号を発生させる。変調部22は、共通信号をM個の送信アンテナと同数に分岐させたM個の分岐信号のそれぞれについて、それぞれが異なる位相回転量で、予め設定された繰返周期Tp毎に分岐信号の位相を回転させる位相偏移変調を行うことで、複数の送信アンテナに入力されるM個の送信信号を生成する。受信アンテナ部4は、第1間隔dとは異なるように設定された第2間隔dで、配列方向に沿って一列に配置されるN個の受信アンテナを有する。処理部6は、受信アンテナ部4にて受信されたN個の受信信号のそれぞれから抽出される、M個の送信信号に対応した複数の信号成分に基づいて、送信アンテナ部3からの放射波を反射した物体に関する物体情報を生成する。
The radar device 1 configured in this way includes a transmitting antenna unit 3, an oscillating unit 21, a modulation unit 22, a receiving antenna unit 4, and a processing unit 6.
Transmitting antenna unit 3 includes the first interval d T set in advance, the M transmit antennas are arranged in a row along a predetermined arrangement direction. The oscillator 21 generates a continuous wave common signal. The modulation unit 22 has a phase rotation amount different for each of the M branched signals obtained by branching the common signal to the same number as the M transmitting antennas, and the phase of the branched signal for each preset repetition period Tp. By performing phase shift keying to rotate the above, M transmission signals input to a plurality of transmission antennas are generated. The receiving antenna unit 4 has N receiving antennas arranged in a line along the arrangement direction with a second spacing d R set differently from the first spacing d T. The processing unit 6 emits waves from the transmitting antenna unit 3 based on a plurality of signal components corresponding to the M transmitted signals extracted from each of the N received signals received by the receiving antenna unit 4. Generates object information about the object that reflected.

そしてレーダ装置1では、M個の送信アンテナとN個の受信アンテナとにより、複数の仮想受信アンテナが配列方向に沿って一列に配置される仮想アレーが形成される。また、第1間隔dは、複数の仮想受信アンテナの配置間隔の最小値である最小間隔dと、2以上の整数である第1倍数との乗算値に等しく、第2間隔は、最小間隔dと、2以上の整数であり且つ第1倍数と異なるように設定された第2倍数との乗算値に等しい。そして本実施形態では、第1倍数は3、第2倍数は2であり、第1倍数および第2倍数は互いに素である。 Then, in the radar device 1, the virtual array in which a plurality of virtual receiving antennas are arranged in a row along the arrangement direction is formed by the M transmitting antennas and the N receiving antennas. Further, the first interval d T is equal to the multiplication value of the minimum interval d, which is the minimum value of the arrangement intervals of the plurality of virtual receiving antennas, and the first multiple, which is an integer of 2 or more, and the second interval is the minimum interval. It is equal to the multiplication value of d and a second multiple that is an integer greater than or equal to 2 and is set to be different from the first multiple. In the present embodiment, the first multiple is 3, the second multiple is 2, and the first and second multiples are relatively prime.

このようにレーダ装置1は、N個の受信アンテナの配置間隔が仮想受信アンテナの配置間隔の2倍以上であり、物理的な受信チャネル間隔を広げることができるために、受信チャネル間のアイソレーションを向上させることができ、物体の方位の検出精度を向上させることができる。 As described above, in the radar device 1, the arrangement interval of N receiving antennas is more than twice the arrangement interval of the virtual receiving antennas, and the physical receiving channel interval can be widened. Therefore, the isolation between the receiving channels is performed. Can be improved, and the accuracy of detecting the orientation of the object can be improved.

また、本実施形態のレーダ装置1は、ターゲット信号とミラーゴースト信号とが重畳する状況において、ターゲットの方位推定精度を向上させることができる。
MIMOを用いて方位を推定する場合には、送信信号の方位を示す送信ステアリングベクトルと、受信信号の方位を示す受信ステアリングベクトルとを同一方向に揃えた状態で方位スキャンを行う。
Further, the radar device 1 of the present embodiment can improve the accuracy of target orientation estimation in a situation where the target signal and the mirror ghost signal are superimposed.
When the direction is estimated using MIMO, the direction scan is performed with the transmission steering vector indicating the direction of the transmission signal and the reception steering vector indicating the direction of the reception signal aligned in the same direction.

真のターゲットで反射して受信アンテナで直接受信された信号(以下、ターゲット信号)では、送信ステアリングベクトルと、受信ステアリングベクトルとが、真のターゲットが存在する方位を向く。一方、ミラーゴースト信号(例えば、送信アンテナ→ターゲット→壁→受信アンテナの経路で受信される信号)では、送信ステアリングベクトルは、真のターゲットが存在する方位を向き、受信ステアリングベクトルは壁が存在する方位を向いている。 In the signal reflected by the true target and directly received by the receiving antenna (hereinafter referred to as the target signal), the transmission steering vector and the reception steering vector face the direction in which the true target exists. On the other hand, in a mirror ghost signal (for example, a signal received in the path of transmitting antenna → target → wall → receiving antenna), the transmitting steering vector points in the direction in which the true target exists, and the receiving steering vector has a wall. It is facing the direction.

このため、複数の仮想受信アンテナ毎に得られるミラーゴースト信号の方位スペクトラムには、送信アンテナの間隔に対応する角度毎に周期的な誤差が乗ってしまう。この周期的な誤差は、送信ステアリングベクトルの方位と受信ステアリングベクトルの方位との不一致に起因して発生する。なお、上記の方位スペクトラムは、横軸を方位、縦軸を信号強度として、各方位に対する信号強度の分布を示す。 Therefore, the directional spectrum of the mirror ghost signal obtained for each of the plurality of virtual receiving antennas has a periodic error for each angle corresponding to the distance between the transmitting antennas. This periodic error occurs due to the mismatch between the orientation of the transmit steering vector and the orientation of the receive steering vector. In the above directional spectrum, the horizontal axis is the azimuth and the vertical axis is the signal strength, and the distribution of the signal strength for each direction is shown.

図12は、従来および本実施形態のMIMOアンテナの配置におけるターゲットの推定軌跡を示す図である。グラフG1は、従来のMIMOアンテナの配置におけるターゲットの推定軌跡を示す。グラフG2は、本実施形態のMIMOアンテナの配置におけるターゲットの推定軌跡を示す。 FIG. 12 is a diagram showing an estimated locus of a target in the arrangement of the MIMO antennas of the conventional and the present embodiment. Graph G1 shows the estimated locus of the target in the conventional MIMO antenna arrangement. Graph G2 shows the estimated locus of the target in the arrangement of the MIMO antenna of the present embodiment.

グラフG1,G2では、(x,y)=(0[m],0[m])の位置に、レーダ装置1を搭載した自車両MCが配置され、(x,y)=(2[m],0〜200[m])の位置に壁WLが配置されている状態で、移動軌跡L1に示すように自車両MCに接近するターゲットの推定軌跡を複数の丸印で示している。 In the graphs G1 and G2, the own vehicle MC equipped with the radar device 1 is arranged at the position of (x, y) = (0 [m], 0 [m]), and (x, y) = (2 [m]). ], 0 to 200 [m]), the estimated locus of the target approaching the own vehicle MC is indicated by a plurality of circles as shown in the movement locus L1.

グラフG1では、従来のMIMOアンテナの配置として、M=2,N=6,d=6d,d=dとしている。グラフG2では、本実施形態のMIMOアンテナの配置として、M=2,N=6,d=3d,d=d2としている。 In the graph G1, M = 2, N = 6, d T = 6d, d R = d as the arrangement of the conventional MIMO antennas. In the graph G2, the arrangement of the MIMO antennas of the present embodiment is M = 2, N = 6, d T = 3d, d R = d2.

従来のMIMOアンテナの配置では、互いに隣接する送信アンテナ間の間隔が広いために、ミラーゴースト信号の周期的な誤差が、低周波となり、ミラーゴースト信号の方位の周辺に集中する。ミラーゴースト信号の周期的な誤差がミラーゴースト信号の方位の周辺に集中することにより、ミラーゴースト信号の方位の周辺において誤差の強度が大きくなる。そして、ターゲット信号とミラーゴースト信号との方位差は小さい。このため、ターゲット信号とミラーゴースト信号との分別が困難となってしまう。 In the conventional MIMO antenna arrangement, since the distance between the transmitting antennas adjacent to each other is wide, the periodic error of the mirror ghost signal becomes low frequency and is concentrated around the direction of the mirror ghost signal. By concentrating the periodic error of the mirror ghost signal around the direction of the mirror ghost signal, the intensity of the error increases around the direction of the mirror ghost signal. The directional difference between the target signal and the mirror ghost signal is small. Therefore, it becomes difficult to separate the target signal and the mirror ghost signal.

一方、本実施形態のMIMOアンテナの配置では、互いに隣接する送信アンテナ間の間隔が狭いために、ミラーゴースト信号の周期的な誤差が、高周波となり、広い方位範囲に分散される。このため、ターゲット信号とミラーゴースト信号との方位差は小さくても、ミラーゴースト信号の方位の周辺で発生する誤差の影響が小さくなり、ターゲット信号とミラーゴースト信号との分別が容易となる。 On the other hand, in the arrangement of the MIMO antennas of the present embodiment, since the distance between the transmitting antennas adjacent to each other is narrow, the periodic error of the mirror ghost signal becomes high frequency and is dispersed in a wide directional range. Therefore, even if the directional difference between the target signal and the mirror ghost signal is small, the influence of the error generated around the directional of the mirror ghost signal is small, and the target signal and the mirror ghost signal can be easily separated.

グラフG1に示すように、従来のMIMOアンテナの配置では、(x,y)=(0[m],0〜20[m])の位置において、ターゲットの移動軌跡と推定軌跡とがほぼ一致している。一方、グラフG2に示すように、本実施形態のMIMOアンテナの配置では、(x,y)=(0[m],0〜70[m])の位置において、ターゲットの移動軌跡と推定軌跡とがほぼ一致している。このように、本実施形態のレーダ装置1は、従来のMIMOアンテナの配置と比較して、ターゲットの方位をより正確に推定することができる。 As shown in graph G1, in the conventional MIMO antenna arrangement, the movement locus of the target and the estimated locus substantially match at the position of (x, y) = (0 [m], 0 to 20 [m]). ing. On the other hand, as shown in the graph G2, in the arrangement of the MIMO antenna of the present embodiment, the movement locus and the estimated locus of the target are obtained at the position of (x, y) = (0 [m], 0 to 70 [m]). Are almost the same. As described above, the radar device 1 of the present embodiment can estimate the direction of the target more accurately as compared with the arrangement of the conventional MIMO antenna.

また、本実施形態のレーダ装置1は、複数のターゲットが存在している状況において、ターゲットの方位推定精度を向上させることができる。本実施形態のレーダ装置1は、例えば図13に示すように、送信アンテナTX1,TX2による各受信信号のうち、一方の送信アンテナによる受信信号のみに、干渉波が重畳する状態において、ターゲットの方位推定精度を向上させることができる。 Further, the radar device 1 of the present embodiment can improve the accuracy of target orientation estimation in a situation where a plurality of targets exist. As shown in FIG. 13, for example, the radar device 1 of the present embodiment has a target orientation in a state where an interference wave is superimposed on only the received signal by one of the transmitting antennas among the received signals by the transmitting antennas TX1 and TX2. The estimation accuracy can be improved.

図14は、従来および本実施形態のMIMOアンテナの配置においてMUSIC法を用いてターゲット方位を推定した場合の方位スペクトラムを示す。グラフG3は、従来のMIMOアンテナの配置における方位スペクトラムを示す。グラフG4は、本実施形態のMIMOアンテナの配置における方位スペクトラムを示す。 FIG. 14 shows the directional spectrum when the target azimuth is estimated by using the MUSIC method in the arrangement of the MIMO antennas of the conventional and the present embodiment. Graph G3 shows the directional spectrum in a conventional MIMO antenna arrangement. Graph G4 shows the directional spectrum in the arrangement of the MIMO antennas of this embodiment.

従来のMIMOアンテナの配置では、互いに隣接する送信アンテナ間の間隔が広いために、干渉波信号の信号成分が干渉波方位周辺に集中し、グラフG3に示すように、干渉波ピークをその方位に検出してしまう。 In the conventional MIMO antenna arrangement, since the distance between the transmitting antennas adjacent to each other is wide, the signal components of the interference wave signal are concentrated around the interference wave direction, and the interference wave peak is set to that direction as shown in Graph G3. It will be detected.

一方、本実施形態のMIMOアンテナの配置では、互いに隣接する送信アンテナ間の間隔が狭いために、干渉波方位スペクトルの信号成分が広い方位に分散され、グラフG4に示すように、干渉波ピークを検出し難くなる。 On the other hand, in the arrangement of the MIMO antennas of the present embodiment, since the distance between the transmitting antennas adjacent to each other is narrow, the signal components of the interference wave azimuth spectrum are dispersed in a wide direction, and as shown in the graph G4, the interference wave peak is generated. It becomes difficult to detect.

またレーダ装置1では、第1間隔dと第2間隔dとの差は、最小間隔dに等しい。これにより、レーダ装置1は、第1倍数および第2倍数が互いに素であるように第1間隔dおよび第2間隔dを決定するためのレーダ装置1の設計者の作業を容易にすることができる。 Further, in the radar device 1, the difference between the first interval d T and the second interval d R is equal to the minimum interval d. This facilitates the work of the radar device 1 designer to determine the first interval d T and the second interval d R such that the first and second multiples are relatively prime. be able to.

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
[変形例1]
例えば上記実施形態では、d=3d且つd=2dである形態を示した。しかし、第1間隔dは、仮想アレーの最小間隔dと、2以上の整数である第1倍数との乗算値に等しく、第2間隔dは、最小間隔dと、2以上の整数であり且つ第1倍数と異なるように設定された第2倍数との乗算値に等しく、第1倍数および第2倍数は互いに素であればよい。例えば、図15に示すようにd=2d且つd=3dであってもよいし、図16に示すようにd=3d且つd=4dであってもよいし、図17に示すようにd=3d且つd=5dであってもよい。図15〜図17に示すように、上記の何れの場合であっても、仮想アレーの最小間隔はdである。
Although one embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modifications.
[Modification 1]
For example, in the above embodiment, the embodiment in which d T = 3d and d R = 2d is shown. However, the first interval d T is equal to the multiplication value of the minimum interval d of the virtual array and the first multiple which is an integer of 2 or more, and the second interval d R is the minimum interval d and an integer of 2 or more. It is sufficient that the first multiple and the second multiple are relatively prime to each other and are equal to the multiplication value with the second multiple set so as to be different from the first multiple. For example, as shown in FIG. 15, d T = 2d and d R = 3d may be used, or as shown in FIG. 16, d T = 3d and d R = 4d, which are shown in FIG. As described above, d T = 3d and d R = 5d may be satisfied. As shown in FIGS. 15 to 17, in any of the above cases, the minimum interval of the virtual array is d.

[変形例2]
上記実施形態では、送信アンテナおよび受信アンテナが車両の幅方向に沿って一列に配置される形態を示した。しかし、図18に示すように、送信アンテナおよび受信アンテナが車両の高さ方向DHに沿って一列に配置されるようにしてもよい。これにより、レーダ装置1は、ターゲット信号と、道路での反射に起因したミラーゴースト信号(すなわち、送信アンテナ→ターゲット→道路→受信アンテナの経路で受信される信号)とが重畳する状況において、ターゲットの方位推定精度を向上させることができる。
[Modification 2]
In the above embodiment, the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged in a row along the width direction of the vehicle. However, as shown in FIG. 18, the transmitting antenna and the receiving antenna may be arranged in a row along the height direction DH of the vehicle. As a result, the radar device 1 performs the target signal in a situation where the target signal and the mirror ghost signal caused by the reflection on the road (that is, the signal received in the path of the transmitting antenna → the target → the road → the receiving antenna) are superimposed. It is possible to improve the orientation estimation accuracy of.

[変形例3]
上記実施形態では、送信アンテナおよび受信アンテナが車両の幅方向に沿って一列に配置される形態を示した。しかし、図19に示すように、送信アンテナおよび受信アンテナが行列状に形成されるようにしてもよい。すなわち、送信アンテナ部3は、複数の送信アンテナが、配列方向に沿って第1間隔dで配置されるとともに、配列方向に対して垂直な垂直配列方向に沿って第1間隔dで配置される。また受信アンテナ部4は、複数の受信アンテナが、配列方向に沿って第2間隔dで配置されるとともに、垂直配列方向に沿って第2間隔dで配置される。これにより、レーダ装置1は、物体の位置を、二次元ではなく、3次元で検出することができる。例えば、配列方向が車両の幅方向であり、垂直配列方向が車両の高さ方向である場合には、車両の幅方向に沿った位置と、車両の高さ方向に沿った位置とにより、物体の位置を3次元で検出することができる。
[Modification 3]
In the above embodiment, the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged in a row along the width direction of the vehicle. However, as shown in FIG. 19, the transmitting antenna and the receiving antenna may be formed in a matrix. That is, in the transmitting antenna unit 3, a plurality of transmitting antennas are arranged at the first interval d T along the arrangement direction and at the first interval d T along the vertical arrangement direction perpendicular to the arrangement direction. Will be done. The receiving antenna unit 4, a plurality of receiving antennas, while being arranged at a second distance d R in the arrangement direction, are arranged at a second distance d R along the vertical arrangement direction. As a result, the radar device 1 can detect the position of the object in three dimensions instead of two dimensions. For example, when the arrangement direction is the width direction of the vehicle and the vertical arrangement direction is the height direction of the vehicle, the object is determined by the position along the width direction of the vehicle and the position along the height direction of the vehicle. The position of can be detected in three dimensions.

また、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 Further, the function of one component in the above embodiment may be shared by a plurality of components, or the function of the plurality of components may be exerted by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with the configuration of the other embodiment. It should be noted that all aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.

上述したレーダ装置1の他、当該レーダ装置1を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。 In addition to the radar device 1 described above, the present disclosure can be realized in various forms such as a system having the radar device 1 as a component.

1…レーダ装置、2…送信部、3…送信アンテナ部、4…受信アンテナ部、5…受信部、6…処理部、21…発振部、22…変調部 1 ... Radar device, 2 ... Transmission unit, 3 ... Transmission antenna unit, 4 ... Reception antenna unit, 5 ... Reception unit, 6 ... Processing unit, 21 ... Oscillation unit, 22 ... Modulation unit

Claims (4)

予め設定された第1間隔で、予め設定された配列方向に沿って一列に配置される複数の送信アンテナを有する送信アンテナ部(3)と、
連続波の共通信号を発生させる発振部(21)と、
前記共通信号を前記複数の送信アンテナと同数に分岐させた複数の分岐信号のそれぞれについて、それぞれが異なる位相回転量で、予め設定された繰返周期毎に前記分岐信号の位相を回転させる位相偏移変調を行うことで、前記複数の送信アンテナに入力される複数の送信信号を生成する変調部(22)と、
前記第1間隔とは異なるように設定された第2間隔で、前記配列方向に沿って一列に配置される複数の受信アンテナを有する受信アンテナ部(4)と、
前記受信アンテナ部にて受信された複数の受信信号のそれぞれから抽出される、前記複数の送信信号に対応した複数の信号成分に基づいて、前記送信アンテナ部からの放射波を反射した物体に関する情報を生成する処理部(6)と
を備え、
前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナとにより、複数の仮想受信アンテナが前記配列方向に沿って一列に配置される仮想アレーが形成され、
前記第1間隔は、前記複数の仮想受信アンテナの配置間隔の最小値である最小間隔と、2以上の整数である第1倍数との乗算値に等しく、
前記第2間隔は、前記最小間隔と、2以上の整数であり且つ前記第1倍数と異なるように設定された第2倍数との乗算値に等しく、
前記第1倍数および前記第2倍数は互いに素であるレーダ装置(1)。
A transmitting antenna unit (3) having a plurality of transmitting antennas arranged in a row along a preset arrangement direction at a preset first interval, and a transmitting antenna unit (3).
Oscillator (21) that generates a common signal of continuous waves,
For each of the plurality of branched signals obtained by branching the common signal to the same number as the plurality of transmitting antennas, the phase shift that rotates the phase of the branched signal at each preset repetition period with a different phase rotation amount. By performing phase shift keying, a modulation unit (22) that generates a plurality of transmission signals input to the plurality of transmission antennas, and a modulation unit (22).
A receiving antenna unit (4) having a plurality of receiving antennas arranged in a row along the arrangement direction at a second interval set differently from the first interval, and a receiving antenna unit (4).
Information about an object that reflects a radiated wave from the transmitting antenna unit based on a plurality of signal components corresponding to the plurality of transmitting signals extracted from each of the plurality of received signals received by the receiving antenna unit. Equipped with a processing unit (6) to generate
The plurality of transmitting antennas and the plurality of receiving antennas form a virtual array in which a plurality of virtual receiving antennas are arranged in a row along the arrangement direction.
The first interval is equal to the multiplication value of the minimum interval, which is the minimum value of the arrangement interval of the plurality of virtual receiving antennas, and the first multiple, which is an integer of 2 or more.
The second interval is equal to the multiplication value of the minimum interval and a second multiple that is an integer of 2 or more and is set to be different from the first multiple.
A radar device (1) in which the first multiple and the second multiple are coprime.
請求項1に記載のレーダ装置であって、
前記第1間隔と前記第2間隔との差は、前記最小間隔に等しいレーダ装置。
The radar device according to claim 1.
A radar device in which the difference between the first interval and the second interval is equal to the minimum interval.
請求項1または請求項2に記載のレーダ装置であって、
前記レーダ装置は車両に搭載され、
前記配列方向は、前記車両の高さ方向であるレーダ装置。
The radar device according to claim 1 or 2.
The radar device is mounted on the vehicle and
The arrangement direction is a radar device that is the height direction of the vehicle.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のレーダ装置であって、
前記送信アンテナ部は、前記複数の送信アンテナが、前記配列方向に沿って前記第1間隔で配置されるとともに、前記配列方向に対して垂直な垂直配列方向に沿って前記第1間隔で配置されることにより、行列状に形成され、
前記受信アンテナ部は、前記複数の受信アンテナが、前記配列方向に沿って前記第2間隔で配置されるとともに、前記垂直配列方向に沿って前記第2間隔で配置されることにより、行列状に形成されるレーダ装置。
The radar device according to any one of claims 1 to 3.
In the transmitting antenna unit, the plurality of transmitting antennas are arranged at the first interval along the arrangement direction and at the first interval along the vertical arrangement direction perpendicular to the arrangement direction. By doing so, it is formed in a matrix.
The receiving antenna unit is arranged in a matrix by arranging the plurality of receiving antennas at the second interval along the arrangement direction and at the second interval along the vertical arrangement direction. Radar device formed.
JP2018009666A 2018-01-24 2018-01-24 Radar device Active JP6911778B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018009666A JP6911778B2 (en) 2018-01-24 2018-01-24 Radar device
CN201980009550.0A CN111630405B (en) 2018-01-24 2019-01-23 radar device
PCT/JP2019/002084 WO2019146643A1 (en) 2018-01-24 2019-01-23 Radar device
US16/936,392 US11448723B2 (en) 2018-01-24 2020-07-22 Radar apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018009666A JP6911778B2 (en) 2018-01-24 2018-01-24 Radar device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019128234A JP2019128234A (en) 2019-08-01
JP6911778B2 true JP6911778B2 (en) 2021-07-28

Family

ID=67395666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018009666A Active JP6911778B2 (en) 2018-01-24 2018-01-24 Radar device

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11448723B2 (en)
JP (1) JP6911778B2 (en)
CN (1) CN111630405B (en)
WO (1) WO2019146643A1 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7086824B2 (en) * 2018-11-15 2022-06-20 株式会社東芝 Electronic equipment and imaging methods
JP7274342B2 (en) * 2019-05-10 2023-05-16 株式会社デンソーテン Radar device and signal processing method
JP7274343B2 (en) * 2019-05-13 2023-05-16 株式会社デンソーテン Radar device and signal processing method
JP7314779B2 (en) * 2019-11-25 2023-07-26 株式会社デンソー radar equipment
JP2021148620A (en) * 2020-03-19 2021-09-27 株式会社東芝 Antenna device
US11460567B2 (en) 2020-05-29 2022-10-04 Nxp B.V. Radar apparatus and method
EP4148451A4 (en) 2020-05-30 2023-06-21 Huawei Technologies Co., Ltd. METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING AND RECEIVING RADAR SIGNAL
WO2022113880A1 (en) * 2020-11-24 2022-06-02 住友電気工業株式会社 Radar antenna unit, and radar
JP7512884B2 (en) * 2020-12-23 2024-07-09 三菱電機株式会社 Sub-array DBF transceiver, DBF radar device
WO2022215445A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-13 ソフトバンク株式会社 Antenna device, system, communication device, data processing device, and program
JP7532321B2 (en) * 2021-08-31 2024-08-13 株式会社東芝 Radar device and method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008038365A1 (en) 2008-07-02 2010-01-07 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Vehicle radar system and method for determining a position of at least one object relative to a vehicle
JP5605184B2 (en) 2010-11-18 2014-10-15 富士通株式会社 Frequency shift circuit and communication device
JP6279212B2 (en) 2013-02-07 2018-02-14 日本無線株式会社 MIMO radar system and signal processing apparatus
JP6172390B2 (en) * 2014-05-29 2017-08-02 トヨタ自動車株式会社 Array antenna device
JP2016102745A (en) 2014-11-28 2016-06-02 パナソニック株式会社 Radar transmitter and radar receiver
JP6396244B2 (en) 2015-03-25 2018-09-26 パナソニック株式会社 Radar equipment
JP6755121B2 (en) * 2015-09-17 2020-09-16 パナソニック株式会社 Radar device
CN114185042B (en) 2015-09-17 2025-08-12 松下汽车电子系统株式会社 Radar apparatus
JP2017173227A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 パナソニック株式会社 Radar system and radar method
WO2018051288A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Uhnder, Inc. Virtual radar configuration for 2d array
JP6853642B2 (en) * 2016-09-26 2021-03-31 パナソニック株式会社 Radar device
CN107329108B (en) * 2017-05-03 2019-07-23 浙江大学 Estimation method of direction of arrival of coprime array based on Toeplitzization reconstruction of covariance matrix of interpolated virtual array
JP6570610B2 (en) * 2017-12-22 2019-09-04 三菱電機株式会社 Radar equipment

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019146643A1 (en) 2019-08-01
US11448723B2 (en) 2022-09-20
CN111630405B (en) 2023-05-12
US20200355788A1 (en) 2020-11-12
JP2019128234A (en) 2019-08-01
CN111630405A (en) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6911778B2 (en) Radar device
JP6881177B2 (en) Radar device
JP6947054B2 (en) Radar device
US12117552B2 (en) Radar device
JP5093298B2 (en) Direction detection device
JP2021183985A (en) Mimo radar sensor for automobile
JP4905457B2 (en) Radar target detection method and radar apparatus using the target detection method
US10914818B2 (en) Angle-resolving FMCW radar sensor
JP6844525B2 (en) Antenna device
JP2021513657A (en) Angle-resolved, wideband radar sensor for automobiles
US12360239B2 (en) Radar apparatus
JPWO2018025421A1 (en) Object detection apparatus and object detection method
WO2021106792A1 (en) Radar device
JP7044041B2 (en) Radar device
KR20190113159A (en) Radar apparatus
JP7103190B2 (en) Radar device
JP2013152201A (en) Radar apparatus
JP7012903B2 (en) Antenna device and radar device
WO2023033086A1 (en) Radar device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210608

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210621

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6911778

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250